5.1降低化学反应活化能的酶——酶的本质课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第1节 降低化学反应的活化能 第5章 细胞的能量供应和利用 一 酶的作用和本质 细胞代谢为什么离不开酶？ 酶是什么物质？ ◎本节聚焦 通过对酶本质的探索过程的分析，你对科学是怎样发展的有哪些领悟？ 问题探讨 胃内的某种化学物质 1773年，意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验，：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。 排除鹰胃对肉块物理性消化的影响，看是否发生了化学性消化 2.是什么物质使肉块消失了？ 1.为什么要将肉放在金属笼呢？ 讨论： 后来经过研究发现这种物质就是胃蛋白酶。 一、酶在细胞代谢中的作用 1.细胞代谢的概念 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。是细胞生命活动的基础。 场所 意义 实质 记 细胞代谢过程中也会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢（双氧水）。具有很强的氧化性，对细胞会产生危害。幸而细胞中含有另一种物质，能将过氧化氢及时分解为氧气和水，这种物质就是过氧化氢酶。 酶具有怎样的作用呢？ 实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 2H2O2 2H2O+O2 反应条件 不同条件 加热是化学反应常见的条件 Fe3+是无机催化剂 实验原理 2 1 实验目的 通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解酶的作用。 新鲜肝脏中含有过氧化氢酶 实验材料 3 新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液，新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液，质量分数为3.5%的FeCl3溶液。 肝脏必须是新鲜的，酶才能保持活性 每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍 记 实验步骤 4 试管编号 1 2 3 4 分别加入2ml过氧化氢溶液 90℃水浴 滴入2滴FeCl3溶液 滴入2滴 肝脏研磨液 不处理 结果 第二步 第一步 (1)如何判断过氧化氢被分解的快慢？ (2)实验结果分析 ①与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明： 。 ②1、4号试管对照说明 。 ③3、4号试管相互对照说明_____________________ _____________。 观察单位时间内产生气泡的多少或观察带火星的卫生香的复燃情况。 加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率 酶具有催化作用 与无机催化剂相比，酶的催化效率更高 讨论 4 (3)2号、3号、4号试管相比，哪支试管最终产生的氧气最多，为什么？ 最终产生的氧气一样多，因为几支试管的过氧化氢溶液的体积和浓度都相同。 实验结论：酶具有催化作用，在常温常压下，可以高效地完成化学反应的催化，酶具有高效性。 科学方法 控制变量和设计对照实验 人为控制的对实验对象进行处理的因素 2.自变量： 除作为自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验。对照实验一般要设置对照组和实验组，对照组未作任何处理，这样的对照组叫做空白对照。 5.对照实验： 除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素 4.无关变量： 因自变量改变而变化的变量 3.因变量： 1.变量： 实验中的变化因素 加热、加FeCl3溶液、加肝脏研磨液 H2O2分解速率（用产生气泡的多少和卫生香的燃烧情况表示） 加入H2O2的量、浓度和反应时间 （空白对照） 1号试管 2、3、4号试管 实验设计的基本原则： 对照原则 等量原则 单一变量原则 记 降低化学反应活化能 3.酶作用的机理： 2.酶的作用： 具有催化作用 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能 与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。 酶降低的活化能 有酶催化时所需的活化能 无酶催化时所需的活化能 ①化学反应由反应物变成产物需要跨越一个能垒（AC或BC）即活化能，所以活化能越低，反应就越易进行，反应速率就越快。 ②由于酶降低活化能的作用更显著，若将酶换成无机催化剂，则B点在纵轴上向上移动。 ③加热不会降低化学反应的活化能，但能为反应提供能量。 4.酶降低化学反应活化能的示意图： 记 4.意义： 正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速有序地进行。 走隧道需要的能量少 二、酶的本质 1.关于酶本质的探索 巴斯德 发酵必需有活细胞参与 引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，且只在酵母菌死亡裂解后才发挥作用 毕希纳 活细胞粉碎后所得物质（酿酶）的作用和活的酵母细胞一样 萨姆纳 证明脲酶是蛋白质 李比希 其他科学家 证明许多酶是蛋白质 VS 巴斯德之前 发酵是纯化学反应，与生命活动无关 切赫、奥尔特曼 少数RNA也具有生物催化作用 2.酶的定义 酶是活细胞产生的一类具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA。 什么是酶？ 来源 作用 化学本质 记 注意：酶既可在细胞内，也可在细胞外发挥催化作用 科学研究需要严谨的科学态度和坚持不懈的科学精神 课堂小结 酶的作用和本质 酶在代谢中的作用 细胞代谢的概念 实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 酶催化作用的机理 酶的本质 关于酶本质的探索 酶的定义 作业 完成课时评价作业（十五） $$